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我国海岸带可持续发展面临的十个生态环境问题

 

作者:骆永明   发布时间:2016年10月28日

 

海岸带既是受陆地影响的海洋部分,又是受海洋影响的陆地部分。气候变化、大气二氧化碳浓度升高、养分过多输入、化学污染、泥沙输入减少、土地复垦、围填海等正在从根本上改变海岸海洋化学,其变化速率在全球尺度上远远超过早期和近期的生态学记录我国海岸带出现的生态环境问题(图1),有的源于陆地,有的源于海洋,形成于陆海相互作用过程之中,受到人类活动与气候变化双重影响(图2)。特别是当前的人类社会经济活动,给海岸带生态环境带来了空前的压力,使海岸带成为我国乃至全球三大生态环境脆弱带之一,不断威胁着区域海岸带的可持续发展。主要表现在以下10个方面。

 

图 1 我国海岸带主要问题综合图示

 

图 2 我国海岸带问题成因集成图示

(注1:海岸带问题主要包括生态、环境、资源、灾害、农业、水利、交通、能源、文化等方面的问题;注2:土地利用变化主要造成湿地萎缩、自然岸线减少、生物多样性下降、生态功能衰弱等问题;注3:海岸带生源要素主要包括碳、氮、磷、硫、硅、铁等,其中碳是指“蓝碳”,由红树林、盐沼、海草床及近岸海域(生物)等生境捕获的生物量碳和储存在沉积物(或土壤)中的碳;注4:海岸带有机污染物主要指农药和持久性有机污染物(POPs)等,新型污染物主要指微塑料、抗生素、短链石蜡、个人护理品、人工纳米颗粒等;注5:连通性变化主要指水动力和水文条件变化)

 

1 人工海岸线无序增长,自然海岸线消失惊人

 

人工岸线包括丁坝和突堤、港口码头、围垦堤、养殖围堤、盐田围堤、交通围堤和防潮堤。在过去的70年,中国大陆人工岸线的长度由20世纪40年代初期的0.33×104 km上升至2014年的1.32×104 km,比例则由18.30%上升至67.1%,向海扩张趋势的海岸超过68%,平均速率为24.30 m a-1;自然岸线的长度由20世纪40年代初期的1.48×104 km下降至2014年的0.65×104 km,比例则由81.7%下降为32.9%。自然岸线长度及比例的锐减、空间破碎化导致滨海重要生态系统损失严重,蓝碳储量及增汇潜力大幅度减少。

 

2 滨海湿地面积大幅萎缩,生态系统功能严重受损

 

据国家海洋局统计,1990-2008年期间,我国不同规模的围填海面积以285 km2 a-1的速度增加;至2009年,约65%面积的红树林已经消失,约80%的珊瑚礁遭到破坏。大规模的围填海,不仅减少滨海湿地生境面积,改变水动力,加剧海岸线侵蚀,而且在破坏鱼类产卵场、育幼场和索饵场的同时,还降低底栖生物多样性和减弱对水体的净化功能,导致生态系统服务功能下降。

 

3 海岸蚀退和河口淤积加剧,滨海土地资源和港口受损严重

 

近几十年来,由于不合理的岸线开发、围填海、入海河流上游的水坝建设与调水调沙等多种人类活动,水沙输入减少,引起河口及近海水动力和沉积环境变动。全国约有70%的沙质海岸和大部分开敞式淤泥质海岸遭受侵蚀,沙质海岸侵蚀岸线已逾2500 km,在河口区及岛屿尤为严重。海岸侵蚀或滑坡导致滩涂资源丧失,沿海公路、农田、建筑等遭到破坏。入海河口的不稳定或淤积不仅影响海上交通,而且加剧滨海城乡洪涝灾害和加快海水淡化取水口变迁,造成重大损失。

 

4 海岸带地下水超采,海(咸)水入侵加速,导致沿海地区淡水资源缺乏和土壤次生盐渍化及湿地退化

 

在我国北方海岸带地区,不合理开采地下水引起了大范围降落漏斗、海水入侵、地下水污染等问题。发生在我国海岸带的海水入侵包括海水入侵、咸水入侵、咸潮入侵。例如,环渤海区域特别是莱州湾沿岸已成为我国海岸带海水入侵与土壤次生盐渍化影响最严重的区域,海水入侵面积已超过1×104 km2,土壤盐渍化面积达1.35×104 km2 ,严重影响了农业生产和经济社会发展。

 

5 陆上石油泄漏和海上溢油引起海岸及近岸海域石油污染,使海岸带生态环境与渔业资源遭受严重损害

 

近几十年来,我国沿岸海域船舶及海上钻井平台发生的溢油事故近数千次,溢油总量高达3.5×104 t 。沿海油田开采及城市输油管爆破而泄漏造成的海湾石油污染事件时有发生。这些近海环境石油污染问题不仅降低近岸海域环境质量,破坏海洋生物栖息环境,而且损害生物幼体、鱼卵和仔鱼,影响海洋渔业和海产品质量。

 

6 沿海地区风暴潮、洪涝和海冰等自然灾害频繁发生,灾害损失不断增加

 

海岸带陆海相互作用强烈,生态环境缺乏稳定性,自然灾害频发。受气候变化等因素影响,在东南沿海地区风暴潮、洪涝等自然灾害频发,渤海的冬季海冰影响海上交通。据分析,1949-1990年40年间,我国海岸带灾害经济损失从北至南沿海岸线形成10万元/km2等值线,构成了一条海岸灾害带。20世纪90年代以来,极端天气过程和海洋灾害频发,沿海地区由各类海洋灾害造成的经济损失,平均每年150多亿元。十五期间,海洋灾害造成的直接经济损失达数百亿元,死亡人数达上千人。海洋灾害造成的经济损失在整体上呈明显的上升趋势。极端气候事件加剧了海洋灾害,已成为制约我国沿海经济发展的重要因素。

 

7 海平面上升趋势明显,潜在生态环境风险增大

 

全球气温升高会促使大洋海水热膨胀、陆地冰川消融,从而导致全球海平面上升。根据我国50个验潮站的资料,我国海平面近几十年的上升速率平均为1.4-2.0 mm a-1,上升趋势明显。世界各地验潮站资料显示,20世纪全球平均海平面上升0.15-0.18m,上升速率1.0-2.0 mm a-1。海平面上升严重影响海岸带生态系统和生物资源,尤其是对由小岛和珊瑚礁组成的小岛屿。就我国而言,如果海平面上升0.5m,在没有任何防潮设施情况下,我国东部沿海地区可能约有4×104 km2的低洼冲积平原将被淹没,并对沿岸生态系统、生物资源、土地生产力和水资源系统产生严重影响。气候变化导致的海平面上升还会加速海岸侵蚀。

 

8 近岸海域富营养化加剧,海岸带水体环境质量恶化

 

通过河流输送、大气沉降、养殖投放及废物排放等多途径,营养盐等生源要素大量输入,使近海富营养化加剧,引发低氧区扩大、有害藻华、水母及绿潮暴发等严重的近岸海域生态灾害。2014年我国415个直排海污染源污水排放总量为63.1×108t,其中,氨氮1.5×104t、总磷3126 t。近年来,我国近岸海域的主要污染物如无机氮、活性磷酸盐和石油类等80%以上来自陆源排污,陆源污染物入海总量逐年上升,入海排污口达标率仅为52%,导致近20×104 km2海域污染,面积居高不下,使近70%的近岸海洋生态系统处于亚健康和不健康状态,近岸海域环境质量短期内难以得到有效改善。大中城市沿海河口及海域(如渤海湾、长江口、珠江口等)富营养化问题尤为突出,不仅降低了海岸带的休闲和美学价值,而且直接影响渔业资源和近海生态安全健康。

 

9 海岸带化学污染和微塑料污染态势严峻,危及海岸带环境质量和海产品安全

 

2014年4种重金属(汞、六价铬、铅、镉)排放入海总量为8.56吨。除通常的重金属等污染物之外,近海水体、沉积物及海岸土壤环境出现了一些陆源新型污染物如持久性有机污染物、抗生素、放射性核素、微塑料等污染物,其环境风险与损害正受到关注。这些污染物部分或全部具有生物富集性、毒性、环境持久性,能通过洋流长距离迁移;有的新兴污染物还具有较高的水溶性(如全氟类化合物、抗生素药物、有机磷阻燃剂等),一旦排放到环境中,更容易通过河流向近海传输,再通过洋流流向大洋,从而对整个海洋生态系统带来威胁。以典型的新兴污染物——全氟辛基烷酸为例,黄河三角洲莱州湾的小清河流域浓度可高达0.72 mg/L,莱州湾海域水体浓度已高达100 μg/L。全氟辛基磺酸已经被列入国际《斯德哥尔摩公约》,其生产、使用和废弃受到相关部门的管控。

 

10 海岸带外来种入侵,生物多样性变化,生态灾害频发,渔业资源下降

 

外来种入侵海岸带的主要途径有有意的人为引种和无意的船舶运输。目前,涉及入侵我国海岸带的物种有196种。其中人为引种的水生植物互花米草,已造成土著植物种群生长受限、生物多样性下降、生态系统服务功能削弱等后果。大规模的围填海,不仅减少了海岸带红树林、海草床、珊瑚礁以及淤泥质滩涂等滨海湿地生境面积,而且破坏了鱼类产卵场、育幼场和索饵场,降低了底栖生物多样性和水体净化功能;人类活动导致富营养化造成近海赤潮、水母、绿潮等生态灾害频发;气候、海洋、陆地和人类活动的综合因素影响,如海水温度上升、水动力改变、泥沙和营养盐输入变化、化学污染、过度捕捞、围填海等,已经给海岸海洋生态系统带来灾难性的后果,导致生物多样性和渔业资源急剧下降。

 

此外,海岸海洋的可能地震而引发的海啸、核电厂排放的近海热水效应及潜在核素泄漏风险、大型海岸工程和跨海工程(如风力发电、跨海大桥、港口码头、海上钻井平台)等引发的生态环境问题,也需要重视。

 

综上,当前的海岸带是高强度人类活动和全球气候变化双重影响下的空间单元。在这个空间单元,既包括复杂时空变化、多过程综合效应的陆地过程和海洋过程,也包括陆海交汇和多过程耦合的海岸带陆海相互作用过程。这个空间中这些作用过程给海岸带带来了严重的生态破坏或环境损害,导致了生态系统服务、人体健康和财产价值发生了可观察的或可测量的不利变化,并引发群众投诉;这也提醒我们将面临着环境损害鉴定评估与生态修复问题。

 

全文链接:骆永明.中国海岸带可持续发展中的生态环境问题与海岸科学发展[J].中国科学院院刊,2016,(10):1133-1142.